Capacidade de combinação e efeito recíproco de linhagens de milho tropical em ambientes contrastantes de nitrogênio

Abstract

A utilização de dialelos é muito importante no melhoramento genético de milho para avaliar o comportamento dos parentais em cruzamento. O objetivo geral desse trabalho foi estudar o comportamento de linhagens de milho em cruzamento em condições contrastantes de nitrogênio. Os objetivos específicos foram quantificar a variação genotípica entre híbridos de milho avaliados em condições contrastantes de nitrogênio; estimar a capacidade geral de combinação (CGC), capacidade específica de combinação (CEC) e os efeitos recíprocos de linhagens de milho selecionadas em condições contrastantes de nitrogênio; estudar a influência do estresse de nitrogênio nas estimativas de CGC, CEC e efeitos recíprocos; estimar as correlações entre os efeitos de CGC dos caracteres avaliados; selecionar linhagens de milho para formação de populações bases em condições contrastantes de nitrogênio. Para isso, 101 híbridos experimentais mais nove híbridos comerciais foram avaliados na safra 2016/17 e 104 híbridos experimentais mais seis híbridos comerciais na safra 2017/18. Os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental de Coimbra (20o 51' 24'' S, 42o 48' 10'' W, altitude de 720 m), pertencente ao Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa. Em cada safra foram conduzidos dois experimentos em delineamento experimental de blocos incompletos (alpha látice 10x11). Os ensaios foram realizados com duas repetições na safra 2016/17 e três repetições na safra 2017/18. Cada parcela foi constituída de duas linhas de quatro metros de comprimento, espaçadas em 0,80 m. A população final foi de 62.500 plantas ha-1. A adubação de todos os experimentos foi realizada com base nas análises químicas do solo e recomendações técnicas para cultura do milho, exceto para adubação nitrogenada, na qual a quantidade de nitrogênio fornecido variou de acordo com o nível de nitrogênio considerado. No ambiente de alto N, foram aplicados 30 kg ha-1 de N no plantio e realizada uma adubação de cobertura no estádio de seis folhas completamente desenvolvidas (V6), na quantidade de 150 kg ha-1 de N na forma de ureia, totalizando 180 kg ha-1 de N (plantio + cobertura). No ambiente de baixo N somente foram aplicados 30 kg ha-1 de N no plantio, sem adubação de cobertura. Todos os outros tratos culturais foram feitos de acordo com as recomendações técnicas para a cultura do milho na região. Foram avaliados 15 caracteres agronômicos: índice de enverdecimento da folha (SPAD); florescimento masculino (FM, dias) e feminino (FF, dias); largura da folha da espiga (LF, cm); comprimento da folha da espiga (CF, cm); área da folha da espiga (AF, cm2); número de nós abaixo da espiga (NNBE); número de nós acima (NNAE) da espiga; altura de planta (AP, cm); altura de espiga (AE, cm); diâmetro de colmo (DC, mm); comprimento de espiga (CE, cm); número de fileira de grãos (NFE); profundidade de grãos (PFG, mm); produtividade de grãos (PG, kg ha-1). Foram realizadas análises estatísticas para a estimação dos parâmetros genéticos e capacidades de combinação das linhagens. O nível de estresse por nitrogênio afetou a herança dos principais caracteres agronômicos em milho. No geral, os efeitos aditivos e de desvios de dominância foram importantes para o controle genético dos caracteres estudados nos dois níveis de N. Um resultado importante ocorreu para PG, onde em baixo N não houve efeito de desvios dominância. Somente os efeitos aditivos foram importantes no controle de PG em baixo N. Já em alto N os dois efeitos foram importantes. Os efeitos recíprocos de CGC e o efeito recíproco de CEC não foram importantes no controle dos caracteres agronômicos estudados. Houve grande variabilidade genotípica entre híbridos para os caracteres agronômicos. VML016 teve maior CGC para PG nos dois níveis de N, mas teve efeito negativo para ciclo. Já a VML022 se destaca tanto para PG quanto para ciclo nos dois níveis de N estudados. Valores de CEC e CGC variaram com a variação do nível de N. PG e SPAD possuem baixa correlação de CGC entre os ambientes e por isso são bons caracteres para serem utilizados para a seleção de genótipos mais eficientes no uso de N em ambiente específico. VML022 é uma excelente linhagem para a formação de população base quando o objetivo é aumentar produtividade e reduzir ciclo. Se o objetivo for somente aumentar PG, a melhor linhagem é a VML016. As três maiores CEC para PG foram 282,40 (VML017 x VML020), 250,95 (VML004 x VML051) e 245,99 (VML028 x VML051).

The use of diallels is very important in maize breeding to evaluate the behavior of inbred lines parents in cross. The general objective of this work was to study the inheritance of agronomic traits of maize in contrasting nitrogen conditions. The specific objectives were to quantify the genotypic variation among single maize hybrids evaluated in contrasting nitrogen conditions; estimating the general combining ability (GCA), specific combining ability (SCA) and the reciprocal effects of selected maize lines in contrasting nitrogen conditions; to study the influence of nitrogen stress on GCA,SCA and reciprocal effects; to estimate the correlations between the GCA effects of the evaluated traits; to select maize inbred lines to form base populations under contrasting nitrogen conditions. 101 experimental hybrids plus nine commercial hybrids were evaluated in the 2016/17 crop season and 104 experimental hybrids plus six commercial hybrids in the 2017/18 crop season. The experimental hybrids, reciprocal and commercial hybrids were evaluated at the Coimbra Experimental Station (20o 51 '24' 'S, 42o 48' 10 '' W, 720 m altitude), belonging to the Department of Plant Science of the Universidade Federal de Viçosa. In each crop season, two experiments were conducted in an experimental design of incomplete blocks (alpha lattice 10x11). The trials were performed with two replicates in the 2016/17 crop season and three replicates in the 2017/18 crop season. Each plot consisted of two lines of four meters in length, spaced at 0.80 m. The final population was 62,500 plants ha-1. Fertilization was done based on soil chemical analysis and technical recommendations for maize crop, except for nitrogen fertilization, in which the amount of nitrogen supplied varied. In the high-N environment, 30 kg ha-1 of N were applied to the planting time and a six-leaf stage (V6) was used to cover 150 kg ha -1 of nitrogen in the form of urea. This totaled 180 kg ha-1 of N (planting + cover). In the low N environment only 30 kg ha-1 of N were applied at the planting time, without cover fertilization. All other cultural dealings were made in accordance with the technical recommendations for maize cultivation in the region. The following agronomic traits were evaluated: SPAD index (SPAD); days to pollen (DP) and days to silk (DS, days); width of ear leaf (WL, cm); length of ear leaf (LL, cm); leaf area (LA, cm2); number of nodes below the ear (NNBE); number of nodes above the ear (NNAE); plant height (PH, cm); ear height (EH, cm); stem diameter (SD, mm); length of ear (LE, cm); grain row number (GRN); grain depth (GD, mm); grain yield (GY, kg ha-1). Statistical analyzes were performed to estimate the genetic parameters and combining abilities of the inbred lines. The level of nitrogen stress affected the inheritance of the main agronomic traits in maize. In general, the additive effects and deviations of dominance were important for the control of the studied traits at the two levels of N. Some important exception was GY, where at low N there was no effect of dominance deviations. Only the additive effects were important in the control of GY at low N. At high N both effects were important. The reciprocal effects of GCA and the reciprocal effect of SCA were not important in the control of the agronomic traits studied. There was great genotypic variability among hybrids for the agronomic traits. VML016 had higher SCA for GY at both N levels, but had a negative effect for the maturity. VML022 was good for both GY and maturity at the two N levels studied. SCA and GCA values varied with the variation of the level of N. GY and SPAD have a low GCA correlation between the environments and therefore are good traits to be used for the selection of genotypes more efficient in the use of N in specific environment.VML022 is an excellent line for the formation of the base population when the goal is to increase grain yield and reduce maturity time. If the goal is to only increase GY, the best inbred line is VML016. The three largest CEC for GY were 282.40 (VML017 x VML020), 250.95 (VML004 x VML051) and 245.99 (VML028 x VML051).